Oblicz szybkość, z którą w miedzianym drucie elektrony przemieszczają się ...

Oblicz szybkość, z którą w miedzianym drucie elektrony przemieszczają się pod wpływem przyłożonego napięcia U=10V. Długość drutu l=1m, średnica 2r=1mm, opór właściwy miedzi 1,72*10^-8(om)*m, a jej gęstość 8933kg/m^3. Masa molowa miedzi 63,54 g/mol. Liczba elektronów swobodnych w danym kawałku drutu jest równa liczbie atomów.

Rozwiązanie wybranego zadania z fizyki

Możemy przyjąć, że elektrony poruszają się w przewodniku ze stałą szybkością.

Mamy ogólną postać wzoru na szukaną szybkość elektronów. Ładunek q jaki przepłynie w czasie przez wybrany odcinek przewodnika wyznaczymy z zależności

Z prawa Ohma wyznaczymy wartość natężenia prądu. Opór przewodnika wyrazimy przez zależność oporu od wymiarów geometrycznych przewodnika.

Otrzymany wzór podstawimy do wzoru na szybkość elektronu

Wyznaczymy teraz liczbę n elektronów, jaka przepłynie w czasie t przez fragment przewodnika. Znając masę molową oraz gęstość przewodnika i wiedząc, że przewodnik ma kształt walca nie będzie to takie trudne.

Otrzymaną zależność na liczbę elektronów podstawiamy do wzoru na szybkość.